ショウジョウバエ成虫感覚毛のspacing pattern形成と遺伝子制御機構

繰り返し構造を基本としたパターンは、生物界に広くみられるパターンであり、その形成機構の解明は古くから発生生物学の大きな課題の一つである。本研究は、規則正しいspacing patternをなすショウジョウバエ成虫中胸背楯板の感覚毛(小剛毛)に注目し、このspacing patternの形成機構の解明をめざしている。成虫の感覚毛は、変態初期に翅成虫原基の表皮細胞の中から選択された感覚母細胞に由来する。成虫小剛毛のspacing patternの形成機構を解明するためには、感覚母細胞の出現パターンを解析し、その配置メカニズムを理解しなければならない。昨年までに、感覚母細胞は縦の列を単位とし、時空間的に決まった挿入パターンで出現することを見いだしてきた。感覚母細胞形成の中心となる遺伝子としてproneural genesのひとつachaeteの発現を、Achaeteタンパクに対する抗体を用いた免疫組織化学の方法で解析した。その結果、achaete遺伝子産物は感覚母細胞形成数時間前から定まった領域で列を単位に発現が始まり、その後その発現は挿入パターンに対応するように順次動的に変化し、最終的に母細胞に対応するいくつかの細胞に収束していくことを見いだした。続いて、このachaete遺伝子のダイナミックな発現パターン形成にNotch遺伝子がどのように関与するか。Notch突然変異体におけるachaete遺伝子の発現パターンおよび感覚母細胞の出現パターンを解析した。その結果、Notch突然変異体ではachaete遺伝子の発現が初期のパターンから展開せず、特定の列領域で強化され、母細胞はその列領域で密集して形成されることが明らかになった。このことは、achaete遺伝子の挿入発現パターンの形成には、Notch遺伝子産物を介した細胞間相互作用によるlateral inhibitionが必要なことを示唆している。

繰り返し構造を基本としたパターンは、生物界に広くみられるパターンであり、その形成機構の解明は古くから発生生物学の大きな課題の一つである。本研究は、規則正しいspacing patternをなすショウジョウバエ成虫中胸背楯板の感覚毛(小剛毛)に注目し、このspacing patternの形成機構の解明をめざしている。成虫の感覚毛は、変態初期に翅成虫原基の表皮細胞の中から選択された感覚母細胞に由来する。成虫小剛毛のspacing patternの形成機構を解明するためには、感覚母細胞の出現パターンを解析し、その配置メカニズムを理解しなければならない。昨年までに、感覚母細胞は縦の列を単位とし、時空間的に決まった挿入パターンで出現することを見いだしてきた。感覚母細胞形成の中心となる遺伝子としてproneural genesのひとつachaeteの発現を、Achaeteタンパクに対する抗体を用いた免疫組織化学の方法で解析した。その結果、achaete遺伝子産物は感覚母細胞形成数時間前から定まった領域で列を単位に発現が始まり、その後その発現は挿入パターンに対応するように順次動的に変化し、最終的に母細胞に対応するいくつかの細胞に収束していくことを見いだした。続いて、このachaete遺伝子のダイナミックな発現パターン形成にNotch遺伝子がどのように関与するか。Notch突然変異体におけるachaete遺伝子の発現パターンおよび感覚母細胞の出現パターンを解析した。その結果、Notch突然変異体ではachaete遺伝子の発現が初期のパターンから展開せず、特定の列領域で強化され、母細胞はその列領域で密集して形成されることが明らかになった。このことは、achaete遺伝子の挿入発現パターンの形成には、Notch遺伝子産物を介した細胞間相互作用によるlateral inhibitionが必要なことを示唆している。